超深地热水井套管搭头渗漏封堵方法探讨

王家兴

（西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司， 云南 昆明 650051）

本人在施工贵阳振华集团新天园区地热水井过程中遇到二开套管顶部有低温水渗入问题，我们采用可移动锥套配合止水橡胶进行封堵，施工简单，效果良好。下面以该井为例，对所实施的封堵方法作详细阐述。

1 井径结构

该井施工深度2200m，分三个井段施工，其井径结构如下：

第一开，0-500m,井径311mm,下入245mm无缝钢管；

第二开，500-1600m，井径216mm,下入178mm无缝钢管；

第三开，1600-2200m,井经152mm下入127mm过滤管,(详见图1)

1 -245mm套管 2-178mm套管3-127mm套管

4 -地层 5-固井水泥 6-固井盲正

2 低温水渗入问题的判断

因渗水间隙较小，一般渗水量不大，所以隐蔽性较强，若不细心观察很难发现。判断冷水是否渗入，需要仔细观察整个抽水试验过程，首先看抽水过程中是否有颜色变化，例如抽水一段时间后，水在颜色上有由清变浑浊的现象，再用抽水量与套管内水量进行对比，如果抽水量与一开套管内水量相当，则在一开与二开搭头位置存在渗漏问题，另一方面可以测井底温度与所抽水温进行对比，再根据经验判断是否有冷水渗入。

贵阳振华集团新天园正地热水施工完毕后，水量1200m3/d,水温45℃，已达到并超过合同要求，施工设备已拆除，后来在抽水过程中，发现抽水23分钟后，水的颜色有轻微变混浊的现象，经计算，23分钟抽水量为19m3，而500m 245mm套管内存水量为19.5m3，二者基本相符，反复抽水证明在245mm套管脚存在低温水渗入问题。与时设备已拆除，若再组装设备进行处理，则时间长，费用高，后来采用吊车下入移动锥套与止水橡胶进行封堵，操作简单，仅用2天时间就完成了工作，并取得了较好的封堵效果。

3 处理方法

要使冷水不渗入，必须堵死渗水环空（环空间隙为2.35cm），采用图2所示结构可封堵冷水渗入。

图2

7 -194mm钢管 8-146mm钢管

9 -圆环铁板 10-止水橡胶 11-锥套

1、其堵水机理是：将图2结构下入到178mm套管上头位置，（如图3）并使146mm导入178mm套管内，与可移动锥套部分进入178mm套管内径，因锥套上端口径大于178mm套管内径，随着结构下移，锥套封住其与178mm套管间的间隙后部不再向下移动，而随着上部结构的下移，使得锥套与圆环钢板之间的止水橡胶压缩，止水橡胶受挤压后向两侧膨胀封堵渗水环空，从而达到止水目的。

图3

2、加工制作该构件要点

根据原先入井内套管尺寸合理选用材料进行加工。

①上部194mm管材7主要起到加重作用，要求外径能顺利进入245mm套管1内，而且要具有一定的重量，（一般不能小于吨），下入长度根据重量控制，且不能影响上段抽水水泵的下入。

②下部146mm管材8主要起到导向作用，要求能顺利穿入178mm套管2内，但内径又不能太小而影响下部热水顺利通过，长度2-3m即可。

③移动锥套11主要起到封堵178mm套管扣及向上挤压止水橡胶的作用，加工尺寸大端大于178mm套管内径，小端小于178mm套管内径，其本身内径能穿入146mm导受并能自由滑动，加工长度30cm即可。

④圆环铁板主要起到向下挤压止水橡胶作用，其次保护止水橡胶在操作过程中不受破坏，其外径稍小于245mm套管内径即可，该圆环铁板与194mm钢管及146mm钢管焊接。

⑤止水橡胶要紧密缠在146mm导管上，并用铁丝缠牢固，其外径稍小于圆环铁板，缠绕二长度1m左右即可。

⑥下入过程中要小心慢放，同时准确丈量并计算下入锥杆及构件长度，确保止水构件下到位。

4 处理效果

下入该构件处理后，经多次抽水试验证明原渗水处理不再有低低温水渗入，止水效果非常好，水质清澈透明，水温比原来提高3度，达到了预期效果。

结束语

该止水方法既经济又方便，特别是在井位安装设备部方便的地方尤显其优势，对于已用多年的老井出现该问题也可用此方法进行处理，该方法与安装设备再灌水泥浆封堵相比，费用可减少一半以上，而且耗时较少，风险较小，操作简单，是一种较好的处理水井套管搭头水问题的方法。

[1]赵新伟,白真权.在役输气管道焊接接头开裂原因分析[J].机械工程材料.